环氧树脂A 和B 以及有机硅树脂A 和B 在封装波长为395 nm和375
nm 的LED 芯片时的老化情况 。实验中, 每个LED的树脂涂层厚度均为2 mm。可以看到,
环氧树脂材料耐紫外光辐射性能都较差, 连续工作时, 紫外LED输出光功率迅速衰减, 100 h
后输出光功率均下降到初始的50% 以下; 200 h 后,
LED
的输出光功率已经非常微弱。对于脂环族的环氧树脂B, 在375
nm 的紫外光照射下衰减比395 nm时要快,
说明对紫外光波长较为敏感, 由于375
nm的紫外光光子能量较大, 破坏也更为严重。双酚类的环氧树脂A
在375 nm 和395 nm 的紫外光照射下都迅速衰减,
衰减速度基本一致。尽管双酚类的环氧树脂A 在375 nm和395
nm时的光透过率要略高于脂环族类的环氧树脂B,
但是由于环氧树脂A 含有苯环结构,
因此在紫外光持续照射时,衰减要比环氧树脂B 要快。
尽管双酚类的环氧树脂A 在375 nm和395 nm时的光透过率要略高于脂环族类的环氧树脂B, 但是由于环氧树脂A
含有苯环结构, 因此在紫外光持续照射时,衰减要比环氧树脂B
要快。测量老化前后LED芯片的光功率, 发现老化后LED
的光功率基本上没有衰减。这说明,
光功率的衰减主要是由紫外光对环氧树脂的破坏引起的。环氧树脂是高分子材料,
在紫外线的照射下, 高分子吸收紫外光子,紫外光子光子能量较大,
能够打开高分子间的键链。因此, 在持续的紫外光照射下,
环氧树脂的主链慢慢被破坏, 导致主链降解, 发生了光降解反应,
性质发生了变化。实验表明, 环氧树脂不适合用于波长小于380
nm的紫外LED芯片的封装。相对环氧树脂,
硅树脂表现出了良好的耐紫外光特性。经过近1 500 h 老化后,
LED输出光功率虽然有不同程度的衰减, 但是仍维持在85%以上,
衰减低于15%。这可能与硅树脂和环氧树脂间的结构差异有关。硅树脂的主要结构包括Si
和O, 主链Si-O-Si 是无机的, 而且具有较高的键能;
而环氧树脂的主链主要是C-C 或C-O,
键能低于Si-O。由于键能较高, 硅树脂的性能相对要稳定。因此,
硅树脂具有良好的耐紫外光特性。
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